現(xiàn)在在大學(xué)里，51單片機(jī)仍是電子類專業(yè)必修的課程，然而這幾年隨著ARM的火爆，很多51的學(xué)習(xí)者有了專業(yè)一個(gè)疑問：既然大家都在用ARM，我們?yōu)槭裁催€要學(xué)51？而且找工作的時(shí)候人家也比較關(guān)注有過ARM使用經(jīng)驗(yàn)的。      

為了解決這個(gè)疑問，我們首先需要分清下面幾個(gè)概念：單片機(jī)、ARM、DSP、FPGA/CPLD，這幾個(gè)關(guān)鍵詞是學(xué)習(xí)電子的人常見的幾種芯片（我不知道該統(tǒng)稱什么，姑且這么叫吧）。這幾個(gè)詞要分類的話首先要把FPGA/CPLD和其他的分開，因?yàn)镕PGA/CPLD的原理和單片機(jī)、ARM、DSP不同。      

FPGA/CPLD 是通過硬件實(shí)現(xiàn)功能的，F(xiàn)PGA是Field－Programmable Gate Array的縮寫，即現(xiàn)場可編程門陣列；CPLD是Complex Programmable Logic Device的縮寫，即復(fù)雜可編程邏輯器件。通過名字可以看出，二者都是可編程的邏輯器件，即實(shí)實(shí)在在的硬件，通過對硬件編程以實(shí)現(xiàn)某種特定功能。說直白 一些，二者就是一個(gè)與非門或者或非門陣列。由于所有的邏輯式子都可以變換成與非結(jié)構(gòu)或者或非結(jié)構(gòu)，因此所有的邏輯功能都可以通過FPGA/CPLD實(shí)現(xiàn)， 編程后的芯片相當(dāng)于一個(gè)數(shù)字芯片，如加法器，移位寄存器等。二者的區(qū)別在于FPGA是基于RAM結(jié)構(gòu)的，CPLD是基于ROM機(jī)構(gòu)的，這些不是本次討論的 重點(diǎn)，不再贅述。     

再說單片機(jī)和ARM及DSP的關(guān)系，單片機(jī)是“單片微型計(jì)算機(jī)”的簡稱；ARM是Advanced RISC Machines的簡稱，它只是一家微處理器設(shè)計(jì)企業(yè)的名字，因此ARM是他們設(shè)定的微處理器的統(tǒng)稱；DSP是Digital Signal Processing的簡稱，即數(shù)字信號處理。了解了這些，我們可以說單片機(jī)是所有所有MCU（微型控制單元）的統(tǒng)稱，ARM是DSP只是他們的一 種，ARM屬于用公司名稱的一種稱呼，而DSP則是根據(jù)功能（數(shù)字處理）命名的一種稱呼。但是，在行業(yè)內(nèi)，單片機(jī)一般特指8位或16位的MCU，在本文中 仍采用大家熟悉的叫法，把單片機(jī)和ARM放在并列的位置。   

了解了這些，我們還需要了解一個(gè)問題，什么是51單片機(jī)。這個(gè)問題本不想說，可是 看到有人說51是AT89C51的簡稱，所有覺得有必要提一下。1980年，Intel推出了首款單片機(jī)8051（這個(gè)8051有可能是公司內(nèi)部的設(shè)計(jì)編 號，我沒有找到為什么叫這個(gè)），之后又陸續(xù)推出了與8051指令完全相同的8031、8032、8052等系列的單片機(jī)，初步形成了MCS-51系列。 1984年，Intel出售了51核，此后，世界上出現(xiàn)了上千種51單片機(jī)，如愛特梅爾、飛利浦，華邦，還有國內(nèi)的宏晶等。51單片機(jī)泛指所有兼容 8051指令的單片機(jī)。當(dāng)然，一些公司購買51核后增加了一些功能或者寄存器等，增加的這些東西是不兼容的。于51單片機(jī)處于并列關(guān)系的有AVR系 列，PIC系列等，他們的區(qū)別在于雖然都屬于8位機(jī)（PIC系列的有16位的），但所使用的指令集不同，這也就是區(qū)別一個(gè)單片機(jī)系列的一種方法。   

51 單片機(jī)過時(shí)了嗎？要了解怎么一個(gè)問題，首先得搞清楚51單片機(jī)在市場中的應(yīng)用情況以及將來的發(fā)展情況。眾所周知，自從ARM出現(xiàn)以來，短短的幾年內(nèi)便出現(xiàn) 了ARM7、ARM9、M3、M4、A8、A9、A10等等多個(gè)系列，其性能也得到了飛速發(fā)展，以其高性能，低價(jià)格，低功耗等優(yōu)勢迅速占領(lǐng)了MCU的江 山，比起當(dāng)年的51有過之而無不及。作為32位機(jī)，其性能是毋庸置疑的，即便是相同的時(shí)鐘速率，32位機(jī)的處理一些數(shù)據(jù)的速度也要快于8位機(jī)，如一個(gè)32 位的加法運(yùn)算，8位機(jī)至少需要4個(gè)周期，而32位機(jī)只需要一個(gè)周期即可完成。ARM的優(yōu)勢在于較高的處理速度，還有豐富的外設(shè)資源，還有就是較大的數(shù)據(jù)和 程序存儲空間。相比之下，51單片機(jī)就沒有優(yōu)勢了嗎？當(dāng)然不是，51單片機(jī)的優(yōu)勢在于小巧的內(nèi)核，成熟的技術(shù)（其實(shí)現(xiàn)在ARM的技術(shù)也很成熟），還有就是 位操作。在相當(dāng)多的應(yīng)用場合，我們并不需要ARM如此強(qiáng)大的處理功能和速度，而是只需要簡單的控制，51單片機(jī)已經(jīng)完全可以滿足實(shí)際的需求，這樣一 來，ARM的優(yōu)勢便顯的不再重要，而51的位操作則是ARM達(dá)不到的，也許你會說ARM同樣可以實(shí)現(xiàn)位操作，但如果你了解的比較深的話會發(fā)現(xiàn)，ARM的位 操作是通過移位，與或等操作之后實(shí)現(xiàn)的，而51單片機(jī)則又位尋址空間，是真正的位操作。再一個(gè)就是價(jià)格，在價(jià)格上最便宜的ARM好像已經(jīng)降到了0.5美元 （可能是這個(gè)價(jià)格，記不清了），而最便宜的51可能是0.5RMB。但一些中檔的ARM則要比高端的51單片機(jī)便宜了。十幾或者幾十RMB的ARM的性能 是同價(jià)格的51單片機(jī)無法比擬的。此外，由于51內(nèi)核簡單，一些高端的51增加的功能使得他們的51單片機(jī)操作起來變得異常復(fù)雜，而且不同廠家的操作完全 不同，這樣就增加是使用的難度。綜合看來，在高端或者中端應(yīng)用方面，51單片機(jī)已經(jīng)沒有了任何優(yōu)勢，其市場主要是一些老產(chǎn)品或者不想學(xué)新東西的老工程師在 支撐，其消亡也是必然的。然而在低端應(yīng)用方面，51仍然可以占有一席之地，除了操作和價(jià)格上的微弱優(yōu)勢，其更大的優(yōu)勢在于學(xué)習(xí)簡單。.      

從學(xué)習(xí)角度來講，衡量是否學(xué)會一個(gè)MCU的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是你寫的程序你應(yīng)該知道他是怎么執(zhí)行的，應(yīng)該具體到某一個(gè)指令所涉及到的寄存器，看到一個(gè)指令之后腦子里應(yīng) 該是一串01運(yùn)算才行，而不是可以簡單的應(yīng)用了。雖然現(xiàn)在很多公司推出的新產(chǎn)品都給出了固件庫，可以使工程師更快的進(jìn)行編程使用。但是，這樣的結(jié)果是使更 多的硬件工程師變成純軟件工程師而已。你會對一個(gè)芯片編程，但你并不了解他。也許有人說，反正我能用了就行了，干嘛非要了解它呢。其實(shí)這樣想就錯了，要想 真正的用好一個(gè)芯片。不了解他是不行的，甚至不深入全面的了解都是不行的，一些硬件上的簡單改動有可能使系統(tǒng)的性能發(fā)生很大的變化。因此要想設(shè)計(jì)一個(gè)比較 好的產(chǎn)品，必須對芯片本身有一個(gè)深入的了解。在這方面，51單片機(jī)由于內(nèi)核簡單，很容易上手并容易深入了解。學(xué)習(xí)起來比較簡單。熟練掌握了51，再學(xué)習(xí)其 他的芯片，如ARM也是很簡單的，因?yàn)樗械奈⒖刂破鞯墓δ芙Y(jié)構(gòu)框架都是一樣的，了解了一種之后再學(xué)習(xí)另一種很簡單。相比復(fù)雜的ARM結(jié)構(gòu)，51結(jié)構(gòu)就顯 的很簡單了，甚至可以認(rèn)為，ARM是在51的結(jié)構(gòu)上增加的許多功能模塊構(gòu)成的，雖然二者的結(jié)構(gòu)并不真的相同。      

前幾天在論壇里 看到有人呼吁，別學(xué)51了，改學(xué)ARM吧。我覺得這樣的人應(yīng)該屬于二者都沒有學(xué)好的人，二者的區(qū)別和聯(lián)系肯定不清楚才這樣喊的，同時(shí)有過51和ARM學(xué)習(xí) 經(jīng)驗(yàn)的人應(yīng)該知道，學(xué)精了51再學(xué)ARM所用的時(shí)間只不過是看一遍芯片手冊的時(shí)間（有些夸張），而直接以ARM作為MCU入門的話則要費(fèi)很大的勁。對于一 個(gè)從來沒有接觸過單片機(jī)的人來說，面對復(fù)雜的ARM手冊往往會感到無從下手。可以這樣比喻一下，學(xué)ARM是一口氣登上一座高山，而學(xué)51相當(dāng)于到了半山 腰。在半山腰上的風(fēng)景雖不及山頂，卻仍可有所作為。而再從半山腰的高度上山，難度自然減小了。至于有人抱怨說找工作的時(shí)候沒人要只會51的，我覺得應(yīng)該這 樣看這個(gè)問題，學(xué)51和學(xué)ARM并不存在沖突，了解了51只后當(dāng)然可以再學(xué)ARM。       

 我覺得，即便將來51的應(yīng)用沒落了，學(xué)習(xí)51仍是一種不錯的入門手段，就行學(xué)計(jì)算機(jī)的一直在學(xué)X86一樣。我不反對直接選擇ARM入門，但卻反對那些不了解51就呼吁大家放棄51的人。作為電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者，如何在種類繁多的MCU中選擇自己合適的一款才是最重要的。        

雖然不可否認(rèn)51單片機(jī)越來越多的被高端產(chǎn)品，尤其是ARM所替代，但我仍覺得51單片機(jī)沒有過時(shí)，學(xué)習(xí)51單片機(jī)也沒有過時(shí)！